王旭 張超
2017年北京市、天津市、山東省、海南省四個?。ㄊ校┻M入第二批高考綜合改革試點,面臨新課程方案、新課程標準、新高考方案和舊版本教材的現(xiàn)狀,為加強學(xué)生對于學(xué)習(xí)生物的興趣,筆者所在學(xué)校大膽創(chuàng)新,將舊版本教材加以調(diào)整,將教材內(nèi)容進行淺處理,以發(fā)展學(xué)生的生物核心素養(yǎng)為宗旨,使學(xué)生更容易理解與接受。
2017年9月,筆者執(zhí)教了一節(jié)市級公開課,內(nèi)容為細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能(人教版教材必修一第三章第一節(jié)細胞膜——系統(tǒng)的邊界、第四章第二節(jié)生物膜的流動鑲嵌模型),教學(xué)中筆者打亂了兩節(jié)教材順序,將結(jié)構(gòu)與功能穿插講解,將生物膜結(jié)構(gòu)探索歷程的材料重新排布,梳理出科學(xué)家探索的一般過程,培養(yǎng)了學(xué)生獲取信息的能力,使學(xué)生樹立生物結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生物學(xué)辨證觀點。
一、課堂實錄
環(huán)節(jié)1 引入新課。
屏幕上依次呈現(xiàn)國家版圖、雞蛋圖片。每個國家都有邊境線,維護領(lǐng)土主權(quán);蛋清和蛋黃能分的如此明顯,是因為有一層膜作為邊界。細胞作為最基本的生命系統(tǒng),它的邊界就是細胞膜,我們今天一起學(xué)習(xí)細胞膜的結(jié)構(gòu)和功能。
環(huán)節(jié)2 細胞膜的成分。
分析歐文頓實驗,補充相似相溶原理,引導(dǎo)學(xué)生分析出膜是由脂質(zhì)組成的。因歐文頓未證明膜是由脂質(zhì)組成的,得出提出假說的科學(xué)方法。
【情境模擬】假設(shè)我們是科學(xué)家,想證實歐文頓的假說是否正確,應(yīng)從何入手?通過問題串引出制備細胞膜的材料。1、植物、動物、細菌細胞選擇哪種?2、為什么選擇動物細胞?3、動物細胞為什么并不是均可使用?4、選擇什么方法可獲得純凈細胞膜?
閱讀教材得出細胞膜成分,設(shè)計問題串:1、細胞膜中的脂質(zhì)主要是什么?2、哪種物質(zhì)在細胞膜行駛功能時起重要作用?3、細胞膜的功能復(fù)雜程度取決于什么?4、細胞膜的成分是否是固定不變的?
環(huán)節(jié)3 細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能。
1、磷脂分子排布情況。分析荷蘭科學(xué)家實驗材料,得出脂質(zhì)排列為兩層。利用磷脂分子模型,講解其結(jié)構(gòu)?!灸M實驗】①將磷脂分子放在空氣-水的界面上,將如何排布?②將大量磷脂分子放在水下,磷脂分子會怎樣分布?③細胞內(nèi)外均為水環(huán)境,膜上的磷脂應(yīng)如何排布?
2、細胞膜的功能——將細胞與外界分隔開。展示細胞膜的平面模式圖,實際細胞是一個立體的球。兩層磷脂分子,可以將細胞與外界分隔開,保證了內(nèi)部環(huán)境的相對穩(wěn)定。
3、細胞膜的結(jié)構(gòu)——蛋白質(zhì)分子的排布情況。蛋白質(zhì)和糖類的分布,科學(xué)家一直在探索,直至桑格和尼克森提出流動鑲嵌模型,被大多數(shù)人接受,觀察圖片,得到蛋白質(zhì)的三種分布。
4、細胞膜的功能——控制物質(zhì)進出細胞。具有磷脂與蛋白質(zhì)的膜,可以控制物質(zhì)進出,像海關(guān)檢查站,其控制作用是相對的,一些有害物質(zhì)、病菌可能進入細胞,引起生物體患病。
5、細胞膜的結(jié)構(gòu)——多糖分子的排布情況、流動鑲嵌模型。觀察細胞膜模式圖,少量糖類與蛋白質(zhì)結(jié)合成糖蛋白,分布在細胞膜外表面。
由三種成分組成了具有空間結(jié)構(gòu)的細胞膜,回顧流動鑲嵌模型的具體內(nèi)容。
6、細胞膜的功能——進行細胞間的信息交流。糖蛋白的功能主要是識別,具備了糖蛋白的細胞膜可以進行細胞間的信息交流。展示教材必修一42頁圖(調(diào)整了圖片順序),依次呈現(xiàn)直接接觸、信號物質(zhì)傳遞、胞間連絲。設(shè)計問題:胞間連絲與其他兩種方式有什么不同?
總結(jié):細胞膜由脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、少量糖類三種物質(zhì)組成,由這三種成分組成了細胞膜的流動鑲嵌模型,從而決定了細胞膜的三種功能。
環(huán)節(jié)4 細胞膜的結(jié)構(gòu)特點。
分析人和鼠的細胞雜交實驗,得出細胞膜具有一定的流動性。
從開始研究細胞膜到提出流動鑲嵌模型經(jīng)過了77年的時間,涉及到很多科學(xué)家辛勤的工作,但并不是所有科學(xué)家的觀點都被大多數(shù)人接受, 例如羅伯特森在電鏡下看到細胞膜“暗—亮—暗”的三層結(jié)構(gòu),并提出生物膜是由“蛋白質(zhì)—脂質(zhì)—蛋白質(zhì)”構(gòu)成的靜態(tài)結(jié)構(gòu)。設(shè)問:如何評價羅伯特森的結(jié)論?
【討論】生物膜的流動鑲嵌模型是否已完美無缺?說說你的看法?
環(huán)節(jié)5 回顧知識脈絡(luò)、課堂反饋練習(xí)
二、板書設(shè)計:細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能(3.1+4.2)
(一)提出細胞膜
1、 材料:哺乳動物成熟紅細胞;原因:①無細胞壁②無核膜、細胞器膜;方法:吸水漲破后離心
(二)細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能
三、課后反思
公開課結(jié)束后,我為聽課教師進行了簡短的設(shè)計意圖介紹,教研員、聽課教師共同認為該節(jié)課有五個亮點如下:
一是引入雖短但精,使學(xué)生迅速感知細胞邊界的存在,很快融入課堂;二是課容量雖大,但內(nèi)容取舍得當;三是資料重新排布設(shè)計精巧,生物膜的探究歷程并未按照課本教材順序,在兩位荷蘭科學(xué)家提取脂質(zhì)實驗分析出磷脂分子的排布后,直接給出流動鑲嵌模型,據(jù)圖分析蛋白質(zhì)、糖類的排布,人鼠細胞雜交實驗作為資料補充得到細胞膜的結(jié)構(gòu)特點,羅伯特森的電鏡照片做為最后分析資料,使學(xué)生體會科學(xué)家探索歷程并不順利;四是細胞膜的結(jié)構(gòu)與功能穿插講解,使學(xué)生理解生物結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的觀點;五是板書設(shè)計清晰明了,重點突出,容易理解,結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)體現(xiàn)明確。
各位教師還提出了有待改進之處,教師講解過多,學(xué)生參與度不夠,課堂上只設(shè)計了一個讓學(xué)生模擬磷脂分子排布,應(yīng)該把更多的機會留給學(xué)生,語言組織水平還有待提高,口頭語較多,部分語言描述不夠精煉。
公開課一結(jié)束有段時間,但備課過程中種種的煎熬仿佛就發(fā)生在昨天,是一種痛并快樂的感覺,經(jīng)歷了一次公開課的洗禮,得到了老師們的肯定,并發(fā)現(xiàn)了自己以后提升的目標,是此次活動的最大收獲。
作者簡介:
王旭(1991-),男,天津市武清區(qū)人,民?族:漢?職稱:中學(xué)二級教師,學(xué)歷:本科雙學(xué)位。研究方向:中學(xué)生物教學(xué)。單位:天津市武清區(qū)楊村第一中學(xué)。
張超(1989-),女,天津市武清區(qū)人,民?族:漢?職稱:中學(xué)二級教師,學(xué)歷:本科。研究方向:中學(xué)教學(xué)。單位:天津市武清區(qū)楊村第三中學(xué)。